JP2008541477A - 高効率の白色発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
Description
XT290チップは、銀メッキされたT039ヘッダ上に設置された。カップ形状のくぼみは機械加工されてヘッダの基部となり、チップはくぼみの基部の中央に配置された。ワイヤが絶縁されたリードに結合されたあとに、カップは澄んだカプセル化材料で部分的に満たされており、該澄んだカプセル化材料は、チップを覆うが、カップを満たしてはいない。OS1600(Henkel LocTite Corporation、Rocky Hill Connecticut)の澄んだエポキシが、カプセル化のために使用され、そのエポキシの反射率は、約1.5であった。第1の硬化の後で、カップの残りの部分は、Ce:YAG蛍光体(PhosphorTech Corporation Lithia Springs、GA 30122)とOS1600エポキシとの混合物で満たされており、第2の硬化へと続く。Ce:YAG蛍光体の濃度は、黒体曲線に近い色点を生じるように選ばれた。次に、ヘッダは、チップを下に向けて、より多くOS1600エポキシで満たされた半球形のモールドの中に配置され、次に、第3かつ最後の硬化へと続く。完成したランプは、10インチの球形である点で特徴付けられ(Labsphere)、該完成したランプは、NIST由来の光源に対応させている。20mAの駆動電流において、ランプの光束は5ルーメンを上回り、1ワット当たり75ルーメン以上の効率を有する。
Claims (35)
- 発光ダイオード、カプセル用材、およびヘッダであって、
該ダイオードは、電気的接触のための導電性シリコンカーバイド基板と、
該ダイオードを横切る電流の適用下で所望の周波数の光子を生成するための、該シリコンカーバイド基板上のIII族の窒化物の活性部分とを備え、
該ヘッダは、該ダイオードを支持し、該ダイオードおよび該活性部分に電気的接触を提供するための反射カップを備え、
該カプセル用材は、蛍光体を含み、該蛍光体が該ダイオードによって発せられる周波数によって励起されるときに、応答周波数を生成するために該カプセル用材の少なくとも一部分に存在する、発光ダイオード、カプセル用材、およびヘッダと、
20ミリアンペアの駆動電流において、1ワット当たり少なくとも75ルーメンの出力と
を備えている白色発光ソリッドステートランプ。 - 20ミリアンペアの駆動電流において、1ワット当たり少なくとも80ルーメンの出力を有する、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 20ミリアンペアの駆動電流において、1ワット当たり少なくとも85ルーメンの出力を有する、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 単一のポリタイプを有する導電性シリコンカーバイド基板と、
該基板上の少なくとも1つのp型のIII族の窒化物層と、
垂直な方向にある該基板上の少なくとも1つのn型のIII族の窒化物層と
を備えている、請求項1に記載のソリッドステートランプ。 - 前記III族の窒化物層のうちの1つに対する抵抗性接点を備え、該抵抗性接点は、前記ヘッダに物理的および電気的に接触している、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 前記カプセル用材は、エポキシ樹脂を備えている、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 前記蛍光体は、電磁スペクトルの紫外線、紫および青の部分から成る群から発せられる周波数によって励起されるときに、可視スペクトルの黄色部分において応答周波数を発する、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 前記蛍光体は、セシウムイットリウムアルミニウムガーネットを備えている、請求項7に記載のソリッドステートランプ。
- すくなくとも1つのp型のIII族の窒化物層と、該p型の層に対する抵抗性接点とを備え、該抵抗性接点は、約1〜250Åの平均厚さを有する、請求項1に記載のソリッドステートランプ。
- 前記抵抗性接点は、約1〜10Åの平均厚さを有する、請求項9に記載のソリッドステートランプ。
- 白色発光ダイオードベースのランプであって、
電磁スペクトルの紫外線、青および紫の部分から選択されたスペクトルの部分で発光する発光ダイオードと、
該ダイオードを支持しているくぼんだヘッダであって、該くぼみは、該くぼみ内の該ダイオードからの光の抽出を最大化する形状を有する、くぼんだヘッダと、
該くぼみ内で該ダイオードを覆い、該ダイオードを覆うために必要な範囲だけ該くぼみを満たしているカプセル化樹脂の第1の部分と、
該カプセル化樹脂と蛍光体との混合物で形成され、該くぼみの残りの部分を満たし、それにより該蛍光体含有部分を該ダイオードから充分に分離することにより、そうでなければ抽出されることができる蛍光体からの光のダイオードによる吸収を最小化する第2の部分と、
該ランプからの該光の抽出を増加させ、かつ、最大化するための、該カプセル化樹脂で形成された該満たされたくぼみ上のレンズと
を備えている、白色発光ダイオードベースのランプ。 - p型のIII族の窒化物層に対する抵抗性接点を備え、該抵抗性接点は、約1〜250Åの平均厚さを有する、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記抵抗性接点は、約1〜10Åの平均厚さを有する、請求項12に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ダイオードは、任意の抵抗性接点を含むそれらの間の全体の大きさがわずか約250μである、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ダイオードは、任意の抵抗性接点を含むそれらの間の全体の大きさがわずか約100μである、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記発光ダイオードは、少なくともシリコンカーバイド基板と、III族の窒化物の活性部分とを備えている、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ダイオードは、単一のクリスタルシリコンカーバイド基板と、少なくとも1つのp型のIII族の窒化物層と、垂直な方向にある少なくとも1つのn型のIII族の窒化物層とを備えている、請求項16に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ダイオードは、前記ヘッダ上にフリップチップな方向に配置されている、請求項16に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ダイオードは、電磁スペクトルの紫外線、紫および青の部分から選択されるスペクトルの部分で発光する、請求項1または請求項11に記載のランプ。
- 前記ヘッダは、反射性の金属でメッキされている、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記ヘッダは銀でメッキされている、請求項1または請求項20に記載のランプ。
- 前記カプセル化樹脂の第1の部分、前記カプセル化樹脂の第2の部分、および前記レンズは、全て、エポキシ樹脂で形成されている、請求項11に記載のランプ。
- 前記蛍光体は、前記ダイオードによって発せられた光に応答して、可視スペクトルの黄色部分で光を発する、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- 前記蛍光体は、セシウムイットリウムアルミニウムガーネットを備えている、請求項23に記載のダイオードベースのランプ。
- スラグ型のパッケージを備えている、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- カップ型のパッケージを備えている、請求項11に記載のダイオードベースのランプ。
- パッケージされた発光ダイオードランプであって、
導電性ヘッダと、
該ヘッダ上の発光ダイオードであって、シリコンカーバイド基板と、少なくとも1つの窒化インジウムガリウムの活性層と、該基板および該活性層に対して垂直な方向にあり、該ヘッダと電気的に接触している該活性層に抵抗性接触している抵抗性接点とを備えている、発光ダイオードと、
該ダイオードと該ヘッダの少なくとも一部分を覆っているカプセル用材と、
該ダイオードからの発光に応答して可視光を発する、該カプセル用材内の蛍光体と
を備え、
該パッケージされたダイオードは、350mAの動作電流において、1ワット当たり少なくとも57ルーメンの白色光を示す、パッケージされた発光ダイオードランプ。 - パッケージされた発光ダイオードランプであって、
導電性ヘッダと、
該ヘッダ上の発光ダイオードであって、シリコンカーバイド基板と、少なくとも1つの窒化インジウムガリウムの活性層と、該基板および該活性層に対して垂直な方向にあり、該ヘッダと電気的に接触している該活性層に抵抗性接触している抵抗性接点とを備えている、発光ダイオードと、
該ダイオードと該ヘッダの少なくとも一部分を覆っているカプセル用材と、
該ダイオードからの発光に応答して可視光を発する、該カプセル用材内の蛍光体と
を備え、
該パッケージされたダイオードは、1アンペアの動作電流において、1ワット当たり少なくとも142ルーメンの白色光を示す、パッケージされた発光ダイオードランプ。 - 高効率の白色発光半導体ベースのランプを形成する方法であって、該方法は、
電気的接触と反射性の背景および構造とを提供するために、ヘッダの基部の中にカップ形状のくぼみを形成することと、
該くぼみ内に該ヘッダと接触して高周波発光ダイオードを配置することと、
該ダイオードを覆うには充分であるが、該カップを満たしはしない量のカプセル化材料で該くぼんだカップを部分的に満たすことと、
該部分的に満たされたカプセル化材料を硬化することと、
該カプセル化材料と該ダイオードによって生成された周波数に対して応答する蛍光体との混合物で、該くぼんだカップの残りを満たし、それにより該ダイオードとの直接的な接触から該蛍光体を分離し、それによりりん光性の光の該ダイオードによる吸収を最小化することと、
該くぼんだカップ内の残りのカプセル化材料を硬化することと、
該カップ内の該硬化された材料上でカプセル化材料の固体レンズを形成し、該ダイオードからの光の抽出を強化することと、
レンズ材料を硬化することにより、完成したランプを形成することと
を包含する、方法。 - 前記くぼんだカップ内に高周波の発光ダイオードを配置することを包含し、該くぼんだカップは、少なくとも導電性シリコンカーバイド基板と、垂直な方向にあるIII族窒化物の少なくとも1つの活性部分とを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記シリコンカーバイド基板の表面をエッチングすることを包含し、該シリコンカーバイド基板は、水性エッチングを使用して該基板の損傷した部分を取り除くことにより、その結果としてのダイオードおよびランプからの光の抽出を増加させる少なくとも1つのIII族の窒化物層とは反対側にある、請求項30に記載の方法。
- カプセル化材料で前記くぼんだカップを満たすステップは、エポキシ樹脂で該カップを満たすことを包含する、請求項29に記載の方法。
- カプセル化材料で前記くぼんだカップを満たすステップは、1.0よりも大きい反射率を有する材料で該カップを満たすことを包含する、請求項29に記載の方法。
- 前記カプセル化材料と前記蛍光体との混合物で前記くぼんだカップの残りを満たすステップは、混合物で該カップを満たすことを包含し、該混合物は、スペクトルの紫外線、紫および青の部分から成る群から選択される周波数を有する光に応答して、可視スペクトルの黄色部分で発光する蛍光体を含む、請求項29に記載の方法。
- カプセル化材料とセシウムイットリウムアルミニウムガーネット(Ce:YAG)蛍光体の混合物で、前記くぼんだカップの残りを満たすことを包含する、請求項34に記載の方法。
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